射線的種類和性質(zhì)

射線的種類和性質(zhì)粒子構(gòu)成可以分為重粒子，電子和輕子重粒子中，現(xiàn)在用于治療的是重帶電粒子和快中子 質(zhì)子質(zhì)量為1.67X10-29g電子,質(zhì)量為質(zhì)子的1/1836 電子質(zhì)量為9.1XIO-?%光子是具有波粒二項性的，它實際上是電磁譜最早發(fā)現(xiàn)X線時因為證明其衍射實驗，因此是作為波被接受的,但光電效應是波動性沒辦法解釋的，最終證明光量子流，其中實驗康普頓散射證明（藍色衣服經(jīng)過鏡子后不會改變顏色）:醫(yī)用波譜為從百KeV而放療為300K~20MeV范圍.射線與物質(zhì)相互作用中子，電子不帶電，主要是中子和質(zhì)子核相互作用,產(chǎn)生次級電離，中子核反應（俘虜）反沖（彈開）裂變，活化（產(chǎn)生次級電離）重帶電粒子:主要為庫侖力作用，與原子發(fā)生非彈性碰撞，將能量轉(zhuǎn)移給電子，導致原子電離和激發(fā).重帶電粒子在物質(zhì)運動,不斷損失能量（布拉格峰質(zhì)子治療利用特性）前端或后端為其引起的次級電離.電子線（8射線）3射線是輕帶電粒子，質(zhì)量小,因此和重帶電粒子不一樣.（1） 電離損失：電子通過靶物質(zhì)，與核外電子非彈性碰撞,使原子電離或激發(fā).（2） 輻射損失:是原子電離激發(fā)時，另外發(fā)射電磁波,為輻射損失.①韌致輻射，當電子經(jīng)過原子核附近時，受庫侖力加速輻射電磁波，稱韌致輻射.輻射損失率與男成正比，那么電離損失率與Z成正比，從電離損失考慮，高Z元素來擋3粒子，然而，這會產(chǎn)生很強韌致輻射,所以應采用低Z元素防護B粒子.Y射線與物質(zhì)相互作用 8譜為連續(xù)譜，帶電粒子是通過多次與物質(zhì)原子電子碰撞，逐步產(chǎn)生能量,而光子與物質(zhì)中原子會來一次碰撞，就會損失大部分或全部能量,因此Y射線穿過物質(zhì)按指數(shù)規(guī)律衰減，沒有射程概念.光電效應為原子吸收了光子全部能量,并釋出電子.康普頓效應中，Y光子與原子核外發(fā)生非彈性碰撞，一部分轉(zhuǎn)移給電子，另外光子散射.電子對效應，丫光子從原子核附近經(jīng)過，Y光子變成一個正電子和一個負電子.醫(yī)用物理數(shù)據(jù)放療數(shù)據(jù)是指能準確描述所使用的射線特征的全套數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)測量的基礎是如何使用如何測量.光子:光子線數(shù)據(jù)，PDD和TPRPDD是指射野中心軸上深度d處吸收劑量與束軸上參考深度d0處的吸收劑量之比。PDD二Dd./Dd0*100%,它是SSD固定，改變測量探頭與源之間距離。TPR是定義為體模中射野中心軸上任意一點劑量與空間同一體模中參考深度（t0）處同一射野劑量之比。SSD變化，測量點與源距離不變。劑量建成：原射線散射線隨能量、面積變化而變化。TMR和PDD轉(zhuǎn)換，和TAR轉(zhuǎn)換。準直器散射因子和體模散射因子（面枳因子）影響加速器射野劑量的因素，托架因子和楔形因子射束離軸比和等劑量線圖均整性，對稱性，半影，均整器的作用射野半影：幾何，穿透，散射半影等劑量線：楔形角的定義，不同種類的楔形板，等劑量線的膨脹和收縮。對于C。"由于其射線本身能量低，散射線影響重，因此不同面枳使用不同楔形板。對高能X線 楔多用。動態(tài)楔形，楔形板對于射線質(zhì)。電子線：電子線的PDD曲線，均整性和對稱性。射野對OUF的影響，準直器固定下，體模散射只是在測量點到射野邊距短于旁向射程有效。物理數(shù)據(jù)的測量(AAPMTG-51)射線絕對劑量(射線質(zhì)的確定)射線絕對劑量是指測量某一特定射野確定一點的確切劑量值(一般該點為劑量的參考點)。測量工具(受溫度，濕度，氣壓，測量幾何條件，測量方法)等影響小。電離室測量，受外界影響較小，測量穩(wěn)定，時間短，用于絕對劑量測量。(ion-chamber)柱形電離室電離室的極化效應和桿效應。射線質(zhì)的確定參考點的確定：指形電離室，劑量最大點。平行板電離室：射線質(zhì)確定依靠水模10cm深處的PDD來確定。%dd(10)x定義為10X10野在SSD=100cm時表面量。電子線的質(zhì)的確定:使用服，R50=l.O29Iso-1.06(cm)吸收劑量的測定：SSDsetpSADset電子線參考點：d《二0.6膈-0.1(cm)對于電子線絕對劑量測量中使用平行板電離室。掃描水箱(半導體)熱釋光膠片法gel膠水半導體點陣(portimage)放療計劃設計(ICRU50)放射治療計劃系統(tǒng)是通過對病人數(shù)據(jù)處理，定義目標病灶容積，進行優(yōu)化設計計算，設計治療方案并精確計算出受照靶區(qū)和周I韋I正常組織的物理劑量分布，達到最合適的治療效果。治療計劃系統(tǒng)所能處理的圖象信息為模擬定位機的X光膠片；實時射野圖象膠片；CT膠片；膠片密度轉(zhuǎn)化的CT值數(shù)據(jù)。它要求影響信息為在治療方案中線束所能影響的范圍內(nèi)，病人身體組織每一點對治療線束能量的吸收密度及相關(guān)的其它信息。現(xiàn)在，我們提到放射治療計劃系統(tǒng)的時候，肯定都離不開計算機了。但是，我們知道,現(xiàn)行的放射治療系統(tǒng)和沒有計算機時人工所作的工作并無多大的改變，它所經(jīng)過的步驟還是一樣的，改變無非在速度和精度上的。病員數(shù)據(jù)輸入對于這樣一張圖象上所包含的信息是通過一個個空間的點陣形式輸入的，沒一點包括其在空間中的位置，他的灰度,他灰度所包含的點電子密度(也就是該點的吸收不均質(zhì)密度)。一種好的數(shù)據(jù)輸入方式應該具備圖像損失小，速度快的優(yōu)點。影像信息輸入方式局域網(wǎng)（LAN）方式磁介質(zhì)方式掃描儀輸入視頻數(shù)字化系統(tǒng)輸入數(shù)字化儀輸入局域網(wǎng)方式數(shù)據(jù)輸入方便，快捷；圖像信息損失極少；輸入成本低廉；數(shù)據(jù)再編輯容易；受計算機接口格式限制；受局域網(wǎng)距離限制。磁介質(zhì)方式數(shù)據(jù)輸入簡單；圖像信息損失較少：數(shù)據(jù)再編輯容易；攜帶方便，不受地域限制；輸入成本高。掃描儀方式操作比較復雜；圖像信息損失較大：不受地域限制；信息無法保存。視頻數(shù)字儀操作復雜旦容易出錯；圖像信息損失大，隨意性大；成本低廉。數(shù)字化儀操作復雜，圖像信息簡單，成本低廉，隨意性大，可編輯圖像信息?？臻g圖形顯示矢狀面和冠狀面生成技術(shù)數(shù)字圖像重建功能在單個計劃區(qū)的治療方案中，劑量參考點通常選在計劃區(qū)中心照射野中心軸交匯處，多計劃治療方案，選擇盡量靠近計劃區(qū)中心區(qū)域。有了CT圖像之后，下一步我們需要做的是勾畫輪廓，以前有的TPS沒有CT密度和電子密度自動校正。但現(xiàn)在一般廠商提供的TPS都有了密度校正。那么我們只要勾畫外輪廓和靶區(qū)就能進行計劃設置和計算了。外輪廓是計算的邊界，靶區(qū)是計算的目的；當然，一般情況我們不會只勾畫這幾個輪廓，我們還會勾畫幾種器官，但現(xiàn)在，勾畫器官的目的不是為了輸入密度。現(xiàn)在需要勾畫器官分為兩種：一種是放射中需要保護的器官，另一種是有助與確定放射野位置的解剖標記的器官。GTV指所有可見和可觸及的惡性腫瘤生長范圍。CTV是GTV和需殺滅的亞臨床顯微惡性病變組織的總和，這個體積需要完全照射以達到根治或姑息的目的。計劃靶容積是一個集合概念，指考慮所有可?能的幾何變化所確定的，使由此所設定野的大小和布局能使CTV獲得規(guī)定劑量的容積。治療容積指放射腫瘤醫(yī)師為達到治療目的所選擇和規(guī)定的等劑量面所包括的體積。照射溶劑是指受到正常組織耐受量的劑量照射的組織體積。危險器官指放射敏感性顯著影響到處方劑量的正常組織。放射損傷是致命的或嚴重病態(tài)的。放射損傷引起中度損傷的放射損傷是輕度的，微不足道的，沒引起明顯病態(tài)的。NTCP近似模型：LymanprobitequationBinomialmodel最大計量可指PTV中最大劑量，也用語PTV外正常體積（比如危險器官或熱點）最大劑量的概念定義。對于直徑大于15皿的正常組織，我們一般使用中位劑量來表示其受量，但對小組織則使用最大劑量。PTV中最大劑量反映了劑量分布均勻性。最小劑量一般指PTV中最小劑量，他應是PTV的最低吸收劑量。平均劑量是單位體枳元吸收劑量的平均值。艮PDa_!e=1/NED.j.k.中位劑量指體積元中間數(shù)值所表示的劑量。特征劑量是體枳元表示劑量最多的劑量值。

熱點是PTV體枳外超過PTV規(guī)定劑量的區(qū)域。ICRU劑量參考點設定原則：-參考點劑量必須與治療有關(guān)并能反映計劃區(qū)劑量特征。?該點能清楚明白，毫無疑義的定義。-該點不會引起物理劑量的歧義。-該點在沒有大劑量梯度的區(qū)域。二維和三維TPS比較：具備上述功能有空間評估手段具備上述功能有空間評估手段有圖形生成技術(shù)沒有體積面積直方圖沒有圖形在生成技術(shù)結(jié)果的三維：三維算法的使用。隨機分布算法手段的三維三維圖形技術(shù)的應用，空間評估手段目標病灶容積的定義腫瘤區(qū)(Grosstumorvolume)靶區(qū)(Clinicaltargetvolume)計劃區(qū)(Planingtargetvolume)治療區(qū)(Treatedvolume)照射區(qū)(Irradiatedvolume)最大劑量(MaximumDose,Dy),最小劑量(MinimumDose,Dain)＞平均劑量(AverageDose,Da”皿e)，中位劑量(MedianDose,。以域)，特征劑量(ModalDose.Daodai),及熱點(HotSpots)電子線能量曲線：劑量建成區(qū)劑量跌落區(qū)電子污染區(qū)高能電子線等劑量曲線在組織中具有高等劑量線隨深度內(nèi)斂,低等劑量線隨深度外放特征。電子線由于本身特性，不能使用均整器，所以出射線束平坦性差。隨深度增加，原射線減弱，散射線增加，平坦性變好。方案評估參數(shù)：微分和積分體枳直方圖(DoseVolumeHistogram)QI指數(shù)(QualityIndex)腫瘤控制率(TCP,Tumorcontrolprobility)和正常組織并發(fā)癥發(fā)生率(NTCP,Normaltissueirradiationcomplicationprobability)腫瘤量是指腫瘤組織體積照射的總吸收劑量。D=/doVQI二JdV/VfdD/DGI二QI炯/QI理也決定等劑量線深度變化因素：射線能量入射能量入射點選擇楔形選擇填充物使用內(nèi)部組織吸收密度變化SAD和SSD變化決定等劑量形狀變化因素：入射野數(shù)量和形狀入射野大小入射野角度和權(quán)重三維治療計劃系統(tǒng)(3DCP,3-dimensiontreatmentplanning)界定病灶組織獲取圖像信息定義容積組織設計治療計劃計算劑量分布顯示評估劑量劑量分布圖像顯示劑量體枳直方圖生物效應評估計劃驗證實施模擬機定位鉛擋和多葉光欄逆向治療計劃系統(tǒng)(InversePlanning)數(shù)量，方向和能量靶區(qū)，最大劑量，最小劑量和處罰函數(shù)臨界組織標準劑量幾處罰函數(shù)劑量體稅約束三維治療技術(shù)： 三維定位技術(shù)?立體擺位技術(shù)和驗證系統(tǒng)?逆向治療計劃系統(tǒng)?三維調(diào)強放射治療(IMRT)三維定位技術(shù)CT模擬機和數(shù)字重建系統(tǒng)(DRR)體內(nèi)定位技術(shù)體外固定架三維適形放療要達到計量適形滿足條件：照射野形狀與靶區(qū)投影形狀一致靶區(qū)內(nèi)劑量處處相等適形治療不能使所有患者生存率提高，只對局控失敗為主或局控失敗未控癌細胞再生致遠處轉(zhuǎn)移腫瘤患者治療有意義